[发明专利]采用正面腐蚀方式制造流量传感器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微机电系统（MEMS）制造技术领域，具体来说，本发明涉及一种采用正面腐蚀方式制造流量传感器的方法。

背景技术

在某些与温度相关半导体传感器的结构中，有时需要在传感器处于一个厚度较薄的悬空膜上，悬空膜的厚度较薄，在封装后，传感器下方的衬底不与封装的基座直接接触，而是悬空与空气或者真空接触，达到降低外界环境温度干扰的目的。

从上述传感器的应用方面来说，传感器的精度与器件下方衬底材料的厚度紧密相关。为了实现较高的测温精度和较短的响应时间，需要使悬空上方的膜厚度较薄，达到降低器件纵向热传导；当然另一方面也需要考虑较薄基底对器件的支撑作用，厚度越厚，传感器结构越牢固，因此最终需要综合考虑上述几方面的因素，选定合适的表层薄膜厚度。

对于半导体工艺来说，当前绝大多数传感器的工艺都需要背面的工艺，这些工艺是当前的主流，然而却与常规的半导体工艺不兼容，因此需要采用定制化特点的传感器加工生产线，增加了生产成本。而且通过背面腐蚀工艺获得精确的表层硅厚度的难度也很高。在尺寸较大、批次较多的半导体工厂里面加工的时候，片中器件的均匀性、片间器件的可重复性问题就更加显露。采用本发明的制作方法，能够很好地解决上述的问题，制造出的传感器的品质显然更高。

本发明涉及一种流量传感器的制造方法，具有良好的片中器件的均匀性、片间器件的可重复性，适合大批量的生产。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷提供一种采用正面腐蚀方式制造流量传感器的方法，能够与常规的半导体制造工艺兼容，简化制造工艺，降低生产成本。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：一种采用正面腐蚀方式制造流量传感器的方法，其特征在于：制造工艺步骤如下：

1）取一硅衬底，该硅衬底上方有覆盖一层隔离层，采用干法刻蚀法在所述硅衬底中形成用于制作空腔的槽；

2）在所述衬底的表面和所述槽的侧壁与底部淀积阻挡层；

3）去除所述衬底的表面和所述槽的底部的阻挡层，在所述槽的侧壁形成侧壁保护层；

4）以所述侧壁保护层为掩模，继续刻蚀所述槽，形成深槽；

5）采用湿法腐蚀法腐蚀所述深槽，在所述衬底的内部形成腔体；

6）在所述槽的侧壁保护层之间填满隔离和/或填充材料，形成插塞结构，将所述腔体与外界隔离；

7）将所述衬底的表面平坦化；

8）在所述硅衬底上淀积电热层；

9）对所述电热层作图形化，在所述硅衬底上形成加热装置、测温装置和电极；

10）在所述衬底上淀积保护层，所述保护层覆盖所述加热装置和所述测温装置。

可选地，所述方法还包括在形成制作腔体的槽之前淀积绝缘层。

可选地，所述衬底为（111）晶向的硅。

可选地，所述槽的形状和/或深度根据实际需要是可调的。

可选地，所述阻挡层是通过化学气相淀积法或者原子层淀积法形成的。

可选地，所述衬底的表面和所述槽的底部的阻挡层是通过回刻工艺去除的。

可选地，所述深槽的深度为0.1～10um。

可选地，所述湿法腐蚀法采用各向异性的腐蚀工艺在所述衬底的内部形成腔体。

可选地，所述湿法腐蚀的溶液为KOH和/或TMAH。

可选地，所述腔体的形状和/或深度是任意的。

可选地，通过化学气相淀积法或者原子层淀积法在所述槽的侧壁保护层之间填充隔离和/或填充材料。

可选地，所述隔离和/或填充材料为单层或者多层结构。

可选地，所述平坦化工艺包括化学机械抛光和/或回刻。

可选地，所述电热层为含金属的材料。

可选地，所述电热层为单层的或者多层的结构。

可选地，所述含金属的材料为温阻材料。

可选地，所述温阻材料包括铂或者金。

可选地，所述加热装置和所述测温装置的形状、布局、线条尺寸、厚度和圈数根据不同的需要是可调整的。

可选地，所述保护层为单层的或者多层的结构。

本发明与现有技术相比，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著技术进步：

本发明提供的空气流量传感器制造方法是采用正面腐蚀的、与常规的半导体工艺兼容的工艺，在通用的半导体生产线上能够实现大规模的制造，具有实用、经济、高性能等优点。

附图说明

图1是本发明的一个流量传感器的结构示意图。

图2是图1中A-A处剖面图。